This paper investigates hybrid kinetic-magnetohydrodynamic (MHD) models, where a hot plasma (governed by a kinetic theory) interacts with a fluid bulk (governed by MHD). Different nonlinear coupling schemes are reviewed, including the pressure-coupling scheme (PCS) used in modern hybrid simulations. This latter scheme suffers from being non-Hamiltonian and is unable to exactly conserve total energy. Upon adopting the Vlasov description for the hot component, the non-Hamiltonian PCS and a Hamiltonian variant are compared. Special emphasis is given to the linear stability of Alfvén waves, for which it is shown that a spurious instability appears at high frequency in the non-Hamiltonian version. This instability is removed in the Hamiltonian version.
本論文は、運動論的ハイブリッド・磁気流体力学（MHD）モデルを調査するものであり、そこでは高温プラズマ（運動論的理論に従う）が流体バルク（MHDに従う）と相互作用する。異なる非線形結合スキームが概説され、現代のハイブリッドシミュレーションで用いられる圧力結合スキーム（PCS）も含まれる。この後者のスキームは、非ハミルトン的であり、全エネルギーを厳密に保存できないという欠点を持つ。高温成分に対してVlasov記述を採用すると、非ハミルトン的PCSとハミルトン的変種が比較される。特に、Alfvén波の線形安定性に重点が置かれ、非ハミルトン版では高周波数でスプリアス不安定性が現れることが示される。この不安定性はハミルトン版では除去される。